专利汇可以提供一种用于深空探测器的测控通信系统及方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种用于深空探测器的测控通信方法及系统,该方法用于完成地面站与深空探测器之间的信息交互及探测器轨道测定,所述方法包含:采用一个上行载波 频率 及一个下行 载波频率 为深空探测器与地面站之间设置四条 微波 无线电 信号 通道,包含遥控指令通道、遥测数据通道、科学数据通道和VLBI测轨信标通道;将工程遥测数据、科学探测数据及VLBI测轨信标三种通道信号合并为一个下行链路传输信号,最终采用一台发射机完成所有下行链路信号的发送功能;使用高稳定频率源的频率基准信号产生测轨信标向地面VLBI测量网发送,由地面VLBI测量网通过Doppler频率测速及信号干涉测 角 方式完成对深空探测器的测轨任务。,下面是一种用于深空探测器的测控通信系统及方法专利的具体信息内容。
1.一种用于深空探测器的测控通信方法,该方法用于完成地面站与深空探测器之间的信息交互及探测器轨道测定,且所述信息包含:上行遥控指令、工程遥测数据、科学探测数据和测轨信标,所述测控通信方法包含:
采用一个上行载波频率及一个下行载波频率为所述深空探测器与地面站之间设置四条微波无线电信号通道,分别为用于传输地面站的上行遥控指令到探测器的遥控指令通道、用于传输探测器的工程遥测数据到地面站的遥测数据通道、用于传输探测器采集的科学探测数据到地面站的科学数据通道、用于传输探测器的测轨信标到地面站的VLBI测轨信标通道;
将工程遥测数据、科学探测数据及VLBI测轨信标三种通道信号合并为一个下行链路传输信号,最终采用一台发射机完成所有下行链路信号的发送功能;
采用VLBI技术测定探测器轨道的具体步骤为:使用高稳定频率源的频率基准信号产生测轨信标向地面VLBI测量网发送,由地面VLBI测量网通过Doppler频率测速及信号干涉测角方式完成对深空探测器的测轨任务。
2.根据权利要求1所述的用于深空探测器的测控通信方法,其特征在于,当所述上行载波频率及一个下行载波频率为位于X波段的射频载波时,所述测控通信方法具体为:
在一条X波段双向通信链路上分别传输上行遥控指令及下行数据,所述下行数据包括工程遥测数据与科学探测数据,它们以数据分包复接方式共用一个遥测副载波信道传输;
所述VLBI测轨信标与所述遥测副载波通过残留载波调制方式共享同一个载波频率。
3.根据权利要求1所述的用于深空探测器的测控通信方法,其特征在于,当地面站经由所述遥控指令通道向深空探测器发射上行指令时,首先由地面站将遥控指令数据进行编码组帧、载波调制和功率放大后,通过天线转换为空间电磁波发往深空探测器;然后,由深空探测器的指令接收机完成对载波信号的放大、捕获与跟踪,将上行遥控指令数据从载波信号中解调出来送入遥控译码器,遥控译码器完成对数据帧的捕获及译码,并执行相关指令动作。
4.根据权利要求2所述的用于深空探测器的测控通信方法,其特征在于,当深空探测器经由所述下行链路向地面站发射工程遥测数据和科学探测数据时,首先由深空探测器的信道编码器将采集到的工程遥测数据及科学探测数据复接成一路数据码流,送入X波段发射机进行数据调制及信号放大后,通过天线转换为空间电磁波发往地面数据接收站;然后,由地面站的接收机完成载波信号的放大、捕获与跟踪,将数据从载波信号中解调出来,再通过解复接分离出工程遥测数据及科学探测数据。
5.根据权利要求1所述的用于深空探测器的测控通信方法,其特征在于,当探测器经由所述VLBI测轨信标通道向地面站传输VLBI测轨信标时,首先,深空探测器由高稳定频率-12
源产生10 /s量级频率稳定度的频率标准信号,经过X波段发射机内部完成锁相、倍频、混频和放大处理后,形成单载波/残留载波/双载波信标信号,通过天线转换为空间电磁波发往地面VLBI测量网的信号接收站,处于不同地理位置的VLBI信号接收站同时接收VLBI测轨信号,经过相关处理后能够得到与深空探测器轨道信息相关的测量数据。
6.一种用于深空探测器的测控通信系统,该系统用于完成地面站与深空探测器之间信息交互及探测器轨道测定,所述信息具体包含:上行遥控指令、工程遥测数据、科学探测数据和VLBI测轨信标,其特征在于,所述通信系统包含:指令接收机、X波段发射机、高稳定频率源、遥控译码器、遥测编码器、X波段天线及天线微波开关;
所述指令接收机,用于完成上行链路载波信号的放大、捕获与跟踪,将遥控指令数据从载波信号中解调出来;
所述X波段发射机,用于完成下行链路的数据调制及信号功率放大,能够完成科学数据信号发射、遥测数据信号发射、VLBI测轨信号的发射功能;
-12
所述高稳定频率源:用于实现频率稳定度达到10 /s量级的频率标准信号,为所述X波段发射机和指令接收机提供高稳定频率的基准信号,支持产生高频率稳定度的VLBI测轨信标;
所述遥控译码器:用于完成对上行数据帧的捕获及译码、执行本信道的直接遥控指令、完成相关信道指令和数据注入的分发;其输出端分别与综合电子计算机和有效载荷模块相连,分别用于完成对探测器平台及有效载荷的控制;
所述遥测编码器:用于完成信道编码及数据组帧,将整星工程遥测数据及载荷科学探测数据复接成一路数据码流;
所述X波段天线包括:一个与所述天线微波开关相连的高增益发射天线及低增益发射天线和一个与所述指令接收机的输入端相连的低增益接收天线,用于实现电路微波信号与空间电磁波之间的转换;且所述高增益发射天线用于在探测器对地球定向时,实现高码率的数据传输;
其中,所述有效载荷模块与综合电子计算机为所述测控通信系统的服务对象。
7.根据权利要求6所述的用于深空探测器的测控通信系统,其特征在于,所述X波段发射机进一步包含:
遥测编码模块,用于分别对工程遥测数据及科学探测数据进行缓存、复接、组帧后,统一完成信道编码、副载波调制,输出携带数据信息的已调副载波信号;
载波源模块,用于从高稳定频率源获取频率基准信号,经过锁相和倍频处理后输出VLBI频率标准信号及X波段载波信号;
载波调制模块,用于分别对输入的已调副载波信号、VLBI频率标准信号进行X波段载波调制,输出已调载波信号;和
信号放大模块,用于对输入的已调载波信号完成带通滤波、功放放大处理,且该模块输出的发射信号通过信号选通开关发往选定的发射天线。
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